一种光谱磨样机试样操作机构，属检测技术领域。其技术方案是，它包括支撑座、横向轴、纵向轴、试样操纵杆和试样夹持器，所述支撑座固定在光谱磨样机的水平砂轮旁边，所述横向轴的两端与支撑座转动连接，所述纵向轴垂直于横向轴并与横向轴转动连接，所述试样操纵杆的一端与纵向轴垂直固接，其中部固定试样夹持器。本实用新型的试样操纵杆通过两个相互垂直的转轴与支撑座连接，因此可以在各个方向上自由转动，大大提高了试样操作的灵活性，使试样的固定和移动非常方便，该操作机构可有效提高钢种试样的加工效率和研磨质量，减小钢种成分的分析误差。